JP2023049944A - Image processing device, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、画像処理装置、方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to an image processing device, method and program.
従来より人体の骨の強度に関する情報を放射線画像から取得して表示する手法が提案されている。例えば、特許文献1には、エネルギーサブトラクション処理により被写体の骨部を表す骨部画像を取得し、骨部画像から骨塩情報を取得し、骨塩情報および骨の骨梁構造の密度に関する指標値から骨強度の分布を導出し、骨強度の分布を色分けして表示する手法が提案されている。また、特許文献2には、放射線画像から導出した骨量すなわち骨密度の分布を表す画像を導出し、骨密度に応じた骨梁の構造を表す骨梁画像を放射線画像とは別に取得し、骨密度の分布画像と骨梁画像とを表示する手法が提案されている。 Conventionally, there have been proposed methods of obtaining information about the strength of bones of a human body from radiographic images and displaying the information. For example, in Patent Document 1, a bone portion image representing the bone portion of a subject is obtained by energy subtraction processing, bone mineral information is obtained from the bone portion image, and an index value regarding the density of the bone mineral information and the trabecular structure of the bone is obtained. A method has been proposed in which the bone strength distribution is derived from the bone strength distribution, and the bone strength distribution is displayed in a color-coded manner. Further, in Patent Document 2, an image representing the distribution of bone mass, that is, bone density derived from a radiographic image is derived, and a trabecular bone image representing the structure of the trabecular bone corresponding to the bone density is acquired separately from the radiographic image, A technique for displaying a bone density distribution image and a trabecular bone image has been proposed.
しかしながら、特許文献1に記載された手法は、表示された画像において骨強度を確認できるが、骨梁の構造は確認することはできない。また、特許文献2に記載された手法においては、骨梁画像は被写体の放射線画像から導出されるものではないため、別途骨梁画像を取得するための撮影を行う必要がある。また、特許文献2に記載された手法においては、骨密度の分布画像と骨梁画像とは別々に表示されるため、骨密度と骨梁の構造とを一見して確認することができない。 However, the method described in Patent Literature 1 can confirm the bone strength in the displayed image, but cannot confirm the structure of the trabecular bone. Further, in the method described in Patent Document 2, since the trabecular bone image is not derived from the radiographic image of the subject, it is necessary to separately perform imaging to acquire the trabecular image. Further, in the method described in Patent Document 2, since the bone density distribution image and the bone trabecular image are displayed separately, the bone density and the structure of the trabecular bone cannot be confirmed at a glance.
本開示は上記事情に鑑みなされたものであり、骨密度と骨梁の構造とを一見して確認できるようにすることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the circumstances described above, and aims to enable confirmation of bone density and trabecular bone structure at a glance.
本開示による画像処理装置は、少なくとも1つのプロセッサを備え、プロセッサは、エネルギー分布が異なる放射線により骨部を含む被写体を撮影することにより取得された第1の放射線画像および第2の放射線画像から、被写体の骨部画像を導出し、
骨部画像から被写体の骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出し、
第1の放射線画像、第2の放射線画像または骨部画像から骨梁の構造を表す骨梁画像を導出し、
骨密度画像に骨梁画像を重畳して表示する。
An image processing apparatus according to the present disclosure includes at least one processor, and the processor acquires a first radiographic image and a second radiographic image obtained by imaging a subject including bones with radiation having different energy distributions, Deriving a bone image of the subject,
deriving a bone density image representing the bone density in the bone region of the subject from the bone image;
deriving a trabecular image representing the structure of the trabecular bone from the first radiographic image, the second radiographic image or the bone image;
The trabecular bone image is superimposed on the bone density image and displayed.
なお、本開示による画像処理方法においては、プロセッサは、第1の放射線画像、第2の放射線画像または骨部画像の高周波成分を骨梁画像として導出するものであってもよい。 Note that in the image processing method according to the present disclosure, the processor may derive a high-frequency component of the first radiographic image, the second radiographic image, or the bone image as a trabecular bone image.
この場合、プロセッサは、強調された高周波成分を骨梁画像として導出するものであってもよい。 In this case, the processor may derive the enhanced high-frequency component as a trabecular bone image.
また、本開示による画像処理装置においては、プロセッサは、骨部領域における各画素の骨密度を導出し、骨密度の分布の低周波成分を画素値とする骨密度画像を導出するものであってもよい。 Further, in the image processing device according to the present disclosure, the processor derives the bone density of each pixel in the bone region, and derives a bone density image in which pixel values are low-frequency components of the bone density distribution. good too.
また、本開示による画像処理装置においては、プロセッサは、骨部領域における各画素の骨密度を導出し、骨部領域における骨密度の代表値を画素値とする骨密度画像を導出するのであってもよい。 Further, in the image processing apparatus according to the present disclosure, the processor derives the bone density of each pixel in the bone region, and derives a bone density image in which the pixel value is the representative value of the bone density in the bone region. good too.
また、本開示による画像処理装置においては、骨密度画像は骨密度に応じた色の分布を有するものであってもよい。 Further, in the image processing apparatus according to the present disclosure, the bone density image may have a color distribution according to bone density.
また、本開示による画像処理装置においては、骨梁画像は骨密度とは異なる色を有するものであってもよい。 Also, in the image processing apparatus according to the present disclosure, the trabecular bone image may have a color different from the bone density.
本開示による画像処理方法は、エネルギー分布が異なる放射線により骨部を含む被写体を撮影することにより取得された第1の放射線画像および第2の放射線画像から、被写体の骨部画像を導出し、
骨部画像から被写体の骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出し、
第1の放射線画像、第2の放射線画像または骨部画像から骨梁の構造を表す骨梁画像を導出し、
骨密度画像に骨梁画像を重畳して表示する。
An image processing method according to the present disclosure derives a bone image of a subject from a first radiographic image and a second radiographic image obtained by imaging a subject including a bone with radiation having different energy distributions,
deriving a bone density image representing the bone density in the bone region of the subject from the bone image;
deriving a trabecular image representing the structure of the trabecular bone from the first radiographic image, the second radiographic image or the bone image;
The trabecular bone image is superimposed on the bone density image and displayed.
なお、本開示による画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムとして提供してもよい。 Note that the image processing method according to the present disclosure may be provided as a program that causes a computer to execute.
本開示によれば、骨密度と骨梁の構造とを一見して確認できる。 According to the present disclosure, bone density and trabecular structure can be identified at a glance.
以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。図1は本開示の実施形態による画像処理装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。図1に示すように、本実施形態による放射線画像撮影システムは、撮影装置1と、本実施形態による画像処理装置10とを備える。
Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a radiographic imaging system to which an image processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure is applied. As shown in FIG. 1, the radiation imaging system according to this embodiment includes an imaging device 1 and an
撮影装置1は、第1の放射線検出器5および第2の放射線検出器6に、放射線源3から発せられ、被写体Hを透過したX線等の放射線を、それぞれエネルギーを変えて照射するいわゆる1ショット法によるエネルギーサブトラクションを行うための撮影装置である。撮影時においては、図1に示すように、放射線源3に近い側から順に、第1の放射線検出器5、銅板等からなる放射線エネルギー変換フィルタ7、および第2の放射線検出器6を配置して、放射線源3を駆動させる。なお、第1および第2の放射線検出器5,6と放射線エネルギー変換フィルタ7とは密着されている。
The imaging apparatus 1 irradiates a first radiation detector 5 and a
これにより、第1の放射線検出器5においては、いわゆる軟線も含む低エネルギーの放射線による被写体Hの第1の放射線画像G1が取得される。また、第2の放射線検出器6においては、軟線が除かれた高エネルギーの放射線による被写体Hの第2の放射線画像G2が取得される。第1および第2の放射線画像は、画像処理装置10に入力される。
As a result, the first radiation detector 5 acquires a first radiographic image G1 of the subject H using low-energy radiation including so-called soft rays. Also, the
第1および第2の放射線検出器5,6は、放射線画像の記録および読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、TFT(thin film transistor)スイッチをオン・オフさせることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるTFT読出方式のもの、または読取り光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
The first and
次いで、本実施形態に係る画像処理装置について説明する。まず、図2を参照して、本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を説明する。図2に示すように、画像処理装置10は、ワークステーション、サーバコンピュータおよびパーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、CPU(Central Processing Unit)11、不揮発性のストレージ13、および一時記憶領域としてのメモリ16を備える。また、画像処理装置10は、液晶ディスプレイ等のディスプレイ14、キーボードおよびマウス等の入力デバイス15、並びに不図示のネットワークに接続されるネットワークI/F(InterFace)17を備える。CPU11、ストレージ13、ディスプレイ14、入力デバイス15、メモリ16およびネットワークI/F17は、バス18に接続される。なお、CPU11は、本開示におけるプロセッサの一例である。
Next, an image processing apparatus according to this embodiment will be described. First, the hardware configuration of the image processing apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the
ストレージ13は、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、およびフラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としてのストレージ13には、画像処理装置10にインストールされた画像処理プログラム12が記憶される。CPU11は、ストレージ13から画像処理プログラム12を読み出してメモリ16に展開し、展開した画像処理プログラム12を実行する。
The
なお、画像処理プログラム12は、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて画像処理装置10を構成するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。または、DVD(Digital Versatile Disc)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体から画像処理装置10を構成するコンピュータにインストールされる。
Note that the
次いで、本実施形態による画像処理装置の機能的な構成を説明する。図3は、本実施形態による画像処理装置の機能的な構成を示す図である。図3に示すように、画像処理装置10は、画像取得部21、骨部画像生成部22、第1導出部23、第2導出部24および表示制御部25を備える。そして、CPU11は、画像処理プログラム12を実行することにより、画像取得部21、骨部画像生成部22、第1導出部23、第2導出部24および表示制御部25として機能する。
Next, the functional configuration of the image processing apparatus according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing the functional configuration of the image processing apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 3 , the
画像取得部21は、撮影装置1に被写体Hのエネルギーサブトラクション撮影を行わせることにより、第1および第2の放射線検出器5,6から、被写体Hの第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2を取得する。第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2の取得に際しては、撮影線量、線質、管電圧、放射線源3と第1および第2の放射線検出器5,6の表面との距離であるSID(Source Image receptor Distance)、放射線源3と被写体Hの表面との距離であるSOD(Source Object Distance)、並びに散乱線除去グリッドの有無等の撮影条件が設定される。
The
SODおよびSIDについては、後述するように体厚分布の算出に用いられる。SODについては、例えば、TOF(Time Of Flight)カメラで取得することが好ましい。SIDについては、例えば、ポテンショメーター、超音波距離計およびレーザー距離計等で取得することが好ましい。 The SOD and SID are used for calculating the body thickness distribution as described later. The SOD is preferably obtained with, for example, a TOF (Time Of Flight) camera. The SID is preferably obtained by, for example, a potentiometer, an ultrasonic rangefinder, a laser rangefinder, or the like.
撮影条件は、操作者による入力デバイス15からの入力により設定すればよい。 The imaging conditions may be set by input from the input device 15 by the operator.
骨部画像生成部22は、画像取得部21が取得した第1放射線画像G1および第2放射線画像G2から、被写体Hの骨部領域を表す骨部画像Gbを生成する。図4には、骨部画像生成部22が生成した骨部画像Gbの一例を示す。なお、一般的に骨量または骨塩量の測定には腰椎や大腿骨が用いられる。このため、図4に示した骨部画像Gbは、被写体Hの大腿骨および腰椎の一部を含むように撮影を行って得られた第1放射線画像G1および第2放射線画像G2により生成された骨部画像Gbを示している。
The
骨部画像生成部22は、第1放射線画像G1および第2放射線画像G2に対して、下記の式(1)に示すように、相対応する画素間で重み付け減算を行うことにより、第1放射線画像G1および第2放射線画像G2に含まれる被写体Hの骨部のみが抽出された骨部画像Gbを生成する。なお、下記式(1)におけるμbは重み付け係数であり、x、yは骨部画像Gbの各画素の座標である。
The bone
Gb(x,y)=G1(x,y)-μb×G2(x,y) (1) Gb(x,y)=G1(x,y)-μb×G2(x,y) (1)
ここで、第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2の各々には、被写体Hを透過した放射線の一次線成分以外に、被写体H内において散乱された放射線に基づく散乱線成分が含まれる。このため、第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2から散乱線成分を除去することが好ましい。散乱線成分を除去する手法はとくに限定されないが、例えば特開2015-043959号公報に記載された方法を適用して、第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2から散乱線成分を除去してもよい。特開2015-043959号公報に記載された手法等を用いる場合、被写体Hの体厚分布の導出および散乱線成分を除去するための散乱線成分の導出が同時に行われる。 Here, each of the first radiographic image G1 and the second radiographic image G2 includes, in addition to the primary ray component of the radiation transmitted through the subject H, the scattered ray component based on the radiation scattered within the subject H. . Therefore, it is preferable to remove scattered radiation components from the first radiographic image G1 and the second radiographic image G2. The method of removing the scattered radiation component is not particularly limited, but for example, the method described in JP 2015-043959 is applied to remove the scattered radiation component from the first radiographic image G1 and the second radiographic image G2. You may When using the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-043959, the derivation of the body thickness distribution of the subject H and the derivation of the scattered radiation component for removing the scattered radiation component are performed at the same time.
以下、第1の放射線画像G1からの散乱線成分の除去について説明するが、第2の放射線画像G2からの散乱線成分の除去も同様に行うことができる。まず、骨部画像生成部22は、初期体厚分布T0(x,y)を有する被写体Hの仮想モデルを取得する。仮想モデルは、初期体厚分布T0(x,y)に従った体厚が、第1の放射線画像G1の各画素の座標位置に対応付けられた、被写体Hを仮想的に表すデータである。なお、初期体厚分布T0(x,y)を有する被写体Hの仮想モデルは、画像処理装置10のストレージ13に予め記憶されていてもよい。また、骨部画像生成部22は、撮影条件に含まれるSIDとSODに基づいて、被写体Hの体厚分布T(x、y)を算出してもよい。この場合、初期体厚分布T0(x,y)は、SIDからSODを減算することにより求めることができる。
The removal of the scattered radiation component from the first radiographic image G1 will be described below, but the removal of the scattered radiation component from the second radiographic image G2 can also be performed in the same manner. First, the
次に、骨部画像生成部22は、仮想モデルに基づいて、仮想モデルの撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像と、仮想モデルの撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、被写体Hの撮影により得られた第1の放射線画像G1を推定した推定画像として生成する。
Next, based on the virtual model, the bone
次に、骨部画像生成部22は、推定画像と第1の放射線画像G1との違いが小さくなるように仮想モデルの初期体厚分布T0(x,y)を修正する。骨部画像生成部22は、推定画像と第1の放射線画像G1との違いが予め定められた終了条件を満たすまで推定画像の生成および体厚分布の修正を繰り返し行う。骨部画像生成部22は、終了条件を満たした際の体厚分布を、被写体Hの体厚分布T(x,y)として導出する。また、骨部画像生成部22は、終了条件を満たした際の散乱線成分を第1の放射線画像G1から減算することにより、第1の放射線画像G1に含まれる散乱線成分を除去する。
Next, the
第1導出部23は、骨部画像生成部22が生成した骨部画像Gbに基づいて、被写体Hの骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出する。第1導出部23は、骨部画像Gbの画素(x,y)毎に骨密度B(x,y)を導出することにより骨密度画像Bを導出する。なお、骨部画像Gbに含まれる全ての骨について骨密度B(x,y)を導出してもよいし、予め定められた骨についてのみ骨密度B(x,y)を導出してもよい。一例として本実施形態では、骨部画像Gbについて、予め定められた骨を骨部画像Gbに含まれる腰椎とし、第1導出部23は、腰椎に対応する骨部領域の画素毎に骨密度B(x,y)を導出し、骨部画像Gbに含まれる他の骨に対応する骨部領域については、骨密度B(x,y)を導出しない。以下、第1導出部23が骨密度B(x,y)を導出する骨部領域とは腰椎に対応する骨部領域のことをいう。
The
具体的には第1導出部23は、骨部画像Gbの骨部領域の各画素値Gb(x,y)を、基準撮影条件により取得した場合の骨画像の画素値に変換することにより各画素に対応する骨密度B(x,y)を導出する。より具体的には、第1導出部23は、後述するルックアップテーブル(図示省略)から取得される補正係数を用いて、骨部画像Gbの各画素値Gb(x,y)を補正することにより画素毎の骨密度B(x,y)を導出する。
Specifically, the
ここで、放射線源3における管電圧が高く、放射線源3から放射される放射線が高エネルギーであるほど、放射線画像における軟部と骨部とのコントラストが小さくなる。また、放射線が被写体Hを透過する過程において、放射線の低エネルギー成分が被写体Hに吸収され、放射線が高エネルギー化するビームハードニングが生じる。ビームハードニングによる放射線の高エネルギー化は、被写体Hの体厚が大きいほど大きくなる。
Here, the higher the tube voltage in the
図5は被写体Hの体厚に対する骨部と軟部とのコントラストの関係を示す図である。なお、図5においては、80kV、90kVおよび100kVの3つの管電圧における、被写体Hの体厚に対する骨部と軟部とのコントラストの関係を示している。図5に示すように、管電圧が高いほどコントラストは低くなる。また、被写体Hの体厚がある値を超えると、体厚が大きいほどコントラストは低くなる。なお、骨部画像Gbにおける骨部領域の画素値Gb(x,y)が大きいほど、骨部と軟部とのコントラストは大きくなる。このため、図5に示す関係は、骨部画像Gbにおける骨部領域の画素値Gb(x,y)が大きいほど、高コントラスト側にシフトすることとなる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the body thickness of the subject H and the contrast between the bone portion and the soft portion. Note that FIG. 5 shows the relationship between the body thickness of the subject H and the contrast between the bone and soft parts at three tube voltages of 80 kV, 90 kV and 100 kV. As shown in FIG. 5, the higher the tube voltage, the lower the contrast. Further, when the body thickness of the subject H exceeds a certain value, the greater the body thickness, the lower the contrast. The larger the pixel value Gb(x, y) of the bone region in the bone image Gb, the greater the contrast between the bone and soft tissue. Therefore, the relationship shown in FIG. 5 shifts to the high contrast side as the pixel value Gb(x, y) of the bone region in the bone image Gb increases.
本実施形態において、骨部画像Gbにおける、撮影時の管電圧に応じたコントラストの相違、およびビームハードニングの影響によるコントラストの低下を補正するための補正係数を取得するためのルックアップテーブル(図示省略)が、ストレージ13に記憶されている。補正係数は、骨部画像Gbの各画素値Gb(x,y)を補正するための係数である。
In the present embodiment, a lookup table (see omitted) is stored in the
図6は、ストレージ13に記憶されるルックアップテーブルの一例を示す図である。図6において、基準撮影条件を、管電圧90kVに設定したルックアップテーブルLUT1が例示されている。図6に示すようにルックアップテーブルLUT1において、管電圧が大きいほど、かつ被写体の体厚が大きいほど、大きい補正係数が設定されている。図6に示す例において、基準撮影条件が管電圧90kVであるため、管電圧が90kVで体厚が0の場合に、補正係数が1となっている。なお、図6において、ルックアップテーブルLUT1を2次元で示しているが、補正係数は骨部領域の画素値に応じて異なる。このため、ルックアップテーブルLUT1は、実際には骨部領域の画素値を表す軸が加わった3次元のテーブルとなる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a lookup table stored in the
第1導出部23は、被写体Hの体厚分布T(x,y)およびストレージ13に記憶された管電圧の設定値を含む撮影条件に応じた画素毎の補正係数C0(x,y)を、ルックアップテーブルLUT1から抽出する。そして、第1導出部23は、下記の式(2)に示すように、骨部画像Gbにおける骨部領域の各画素値Gb(x,y)に対して、補正係数C0(x,y)を乗算することにより、骨部画像Gbの画素毎の骨密度B(x,y)を導出する。これにより、骨密度B(x,y)を画素値とする骨密度画像Bが導出される。このようにして導出された骨密度B(x,y)は、基準撮影条件である90kVの管電圧により被写体Hを撮影することにより取得され、かつビームハードニングの影響が除去された放射線画像に含まれる骨部領域の骨部の画素値を表すものとなる。
B(x,y)=C0(x,y)×Gb(x,y) (2)
The
B(x,y)=C0(x,y)×Gb(x,y) (2)
なお、第1導出部23は、骨部画像Gbの各画素の骨密度B(x,y)の分布の低周波成分を導出し、導出した低周波成分を画素値とするように骨密度画像Bを導出してもよい。また、骨部画像Gbの各画素の骨密度B(x,y)の代表値を導出し、導出した代表値を画素値とするように骨密度画像Bを導出してもよい。代表値としては、平均値、中間値、最大値または最小値を用いることができる。これにより、骨密度画像Bを表示した際に、骨密度の大局的な変化を確認することができる。
Note that the
第2導出部24は、第1の放射線画像G1、第2の放射線画像G2または骨部画像Gbから、骨梁の構造を表す骨梁画像Kを導出する。本実施形態においては、骨部画像Gbから骨梁画像Kを導出するものとする。図7は、人間の骨の断面構造の一例である椎骨の断面図である。図7に示すように、人間の骨は、海綿骨31と、海綿骨31の外側を覆う皮質骨32とを含んで構成されている。皮質骨32は海綿骨31よりも硬く、緻密である。海綿骨31は骨髄腔内に広がり、これが骨梁と呼ばれる。骨梁は小さな骨の柱の集合体である。骨梁は骨の板と柱の格子から構成されているため、骨梁の構造は画像中において高周波成分として現れる。このため、第2導出部24は、骨部画像Gbにおける骨部領域の画像の高周波成分を骨梁画像Kとして導出する。ここで、骨梁画像Kの画素値K(x,y)は骨部画像Gbにおける骨部領域の画像の高周波成分の値となる。図8に導出された骨梁画像を示す。図8においては導出された骨梁画像Kを高濃度にて示している。なお、骨部画像Gbにおける0.1~0.2cycle/mm程度以上の帯域情報を高周波成分とすることにより、骨梁および骨皮質成分情報を含む骨梁画像Kを導出することができる。また、骨部画像Gbにおける0.4~1.0cycle/mm程度以上の帯域情報を高周波成分とすることにより、骨梁の細い線のみを含む骨梁画像Kを導出することができる。一方、上述した骨密度B(x,y)の分布の低周波成分を骨密度画像Bとして導出する場合の低周波成分とは、上記の高周波成分の帯域以外の帯域の周波数成分となる。
The
なお、骨部画像Gbにおける骨部領域の画像の高周波成分はコントラストが小さいため、視認しにくい場合がある。このため、第2導出部24は、高周波成分を強調し、強調した高周波成分を骨梁画像Kとして導出するものであってもよい。
Note that the high-frequency components of the bone region image in the bone image Gb have low contrast, and may be difficult to visually recognize. Therefore, the
表示制御部25は、骨密度画像Bに骨梁画像Kを重畳してディスプレイ14に表示する。具体的には、表示制御部25は、骨密度画像Bに骨梁画像Kを重畳することにより合成画像GC0を生成し、生成した合成画像GC0をディスプレイ14に表示する。合成画像GC0を生成するに際し、表示制御部25は、骨密度画像Bに対して骨密度B(x,y)の値に応じて異なる色をマッピングしてマッピング画像Bmを生成する。図9はマッピング画像を示す図である。図9においては、色が異なることを濃度の相違により示しており、高濃度であるほど骨密度が大きいことを示している。この結果、マッピング画像Bmは骨密度画像Bにおいて骨密度に応じた色の分布を有するものとなる。なお、マッピング画像Bmにおいては、色のマッピングに変えて、骨密度に応じた濃度の変化を表すものであってもよい。
The
そして、表示制御部25は、マッピング画像Bmに骨梁画像Kを重畳することにより合成画像GC0を導出する。図10は合成画像の表示画面を示す図である。なお、図10に示す表示画面40においては、図4に示す骨部画像Gbの椎骨の領域のみを拡大表示している。図10においては、骨梁画像Kの色をマッピング画像Bmの色とは異なる色とすることが好ましい。例えば、マッピング画像Bmの色が寒色系である場合、骨梁画像Kの色を暖色系とすることが好ましい。
Then, the
より具体的には、マッピング画像Bmにおいて、最小骨密度を緑((R,G,B)=(0,255,0))、最大骨密度を青(0,0,255)とし、骨密度B(x,y)をN段階の色の変化により表現する場合は、マッピング画像Bmの画素値を(0,255-255×(n-1)/N,255×(n-1)/N)(n=1,2,…N)により導出する。nは骨密度B(x,y)が取り得る最小値から最大値の範囲をN個に分割した場合において、骨密度B(x,y)が属する範囲を示す。例えば、骨密度B(x,y)が0~255の値をとる場合においてN=16である場合、ある画素の骨密度B(x,y)が10であればn=1、120であればn=8、250であればn=16である。一方、骨梁画像Kにおいて、最小画素値を黄色(255,255,0)、最大画素値を赤色(255,0,0)とし、骨梁画像Kの画素値K(x,y)をM段階の色の変化により表現する場合は、骨梁画像Kの画素値を(255,255-255×(m-1)/M,255×(m-1)/M)(m=1,2,…M)により導出する。この場合において、骨梁画像Kの色をマッピング画像Bmの色とは異なる色とするとは、上記のいずれのn,mにおいても、マッピング画像Bmの色と骨梁画像Kの色とが一致しないことを言う。 More specifically, in the mapping image Bm, the minimum bone density is green ((R, G, B) = (0, 255, 0)), the maximum bone density is blue (0, 0, 255), and the bone density When B(x, y) is represented by N-step color changes, the pixel values of the mapping image Bm are set to (0, 255-255×(n−1)/N, 255×(n−1)/N ) (n=1, 2, . . . N). n indicates the range to which the bone density B(x, y) belongs when the range from the minimum value to the maximum value that the bone density B(x, y) can take is divided into N. For example, when the bone density B (x, y) takes a value of 0 to 255 and N = 16, if the bone density B (x, y) of a certain pixel is 10, n = 1, even if it is 120 For example, if n=8, 250 then n=16. On the other hand, in the trabecular image K, the minimum pixel value is yellow (255, 255, 0), the maximum pixel value is red (255, 0, 0), and the pixel value K (x, y) of the trabecular image K is M In the case of expressing by a stepwise color change, the pixel value of the trabecular image K is set to (255, 255-255×(m−1)/M, 255×(m−1)/M) (m=1, 2 , . . . M). In this case, making the color of the trabecular image K different from the color of the mapping image Bm means that the color of the mapping image Bm and the color of the trabecular image K do not match for any of the above n and m. Say things.
なお、マッピング画像Bmおよび骨梁画像Kの色の変化は線形でなくてもよい。例えば、マッピング画像Bmの画素値を(0,255-255×(n-1)2/N2,255×(n-1)2/N2)により導出し、骨梁画像Kの画素値を(255,255-255×(m-1)2/M2,255×(m-1)2/M2)により導出してもよい。 Note that the color change of the mapping image Bm and the trabecular image K does not have to be linear. For example, the pixel values of the mapping image Bm are derived by (0, 255-255×(n−1) 2 /N 2 , 255×(n−1) 2 /N 2 ), and the pixel values of the trabecular bone image K are (255, 255-255 x (m-1) 2 /M 2 , 255 x (m-1) 2 /M 2 ).
次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図11は本実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、画像取得部21は、撮影装置1に撮影を行わせてエネルギー分布が互いに異なる第1および第2の放射線画像G1,G2を取得する(ステップST1)。次いで、骨部画像生成部22が、画像取得部21が取得した第1放射線画像G1および第2放射線画像G2から、被写体Hの骨部領域を表す骨部画像Gbを導出する(ステップST2)。
Next, processing performed in this embodiment will be described. FIG. 11 is a flow chart showing the processing performed in this embodiment. First, the
続いて、第1導出部23が、骨部画像生成部22が生成した骨部画像Gbに基づいて、被写体Hの骨部領域における骨密度を表す骨密度画像Bを導出する(ステップST3)。さらに、第2導出部24が、骨部画像Gbから骨梁の構造を表す骨梁画像Kを導出する(ステップST4)。そして、骨密度画像Bに骨梁画像Kを重畳して合成画像GC0を導出し、導出した合成画像GC0をディスプレイ14に表示し(ステップST5)、処理を終了する。
Subsequently, the
このように、本実施形態においては、骨密度画像Bに骨梁画像Kを重畳して表示するようにしたため、骨密度と骨梁の構造とを一見して確認できる。 As described above, in the present embodiment, the trabecular bone image K is superimposed on the bone density image B, so that the bone density and the structure of the trabecular bone can be confirmed at a glance.
また、骨密度画像Bと骨梁画像Kとの色を異なるものとすることにより、両者を容易に区別して確認することができる。 By using different colors for the bone density image B and the trabecular bone image K, the two can be easily distinguished and confirmed.
なお、上記実施形態においては、エネルギーサブトラクション処理を行うに際し、1ショット法により第1および第2の放射線画像G1,G2を取得しているが、これに限定されるものではない。1つの放射線検出器のみ用いて撮影を2回行う、いわゆる2ショット法により第1および第2の放射線画像G1,G2を取得してもよい。2ショット法の場合、被写体Hの体動により、第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2に含まれる被写体Hの位置がずれる可能性がある。このため、第1の放射線画像G1および第2の放射線画像G2において、被写体の位置合わせを行った上で、本実施形態の処理を行うことが好ましい。 In the above embodiment, the first and second radiographic images G1 and G2 are acquired by the one-shot method when performing the energy subtraction processing, but the method is not limited to this. The first and second radiographic images G1 and G2 may be acquired by a so-called two-shot method, in which imaging is performed twice using only one radiation detector. In the case of the two-shot method, body motion of the subject H may shift the position of the subject H included in the first radiographic image G1 and the second radiographic image G2. Therefore, it is preferable to perform the processing of the present embodiment after aligning the subject in the first radiographic image G1 and the second radiographic image G2.
また、上記実施形態においては、第1および第2の放射線検出器5,6を用いて被写体Hを撮影するシステムにおいて取得した第1および第2の放射線画像を用いて、内臓脂肪量分布を導出しているが、放射線検出器に代えて、蓄積性蛍光体シートを用いて取得した第1および第2の放射線画像G1,G2を用いて内臓脂肪量分布を導出するようにしてもよい。この場合、2枚の蓄積性蛍光体シートを重ねて被写体Hを透過した放射線を照射して、被写体Hの放射線画像情報を各蓄積性蛍光体シートに蓄積記録し、各蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を光電的に読み取ることにより第1および第2の放射線画像G1,G2を取得すればよい。なお、蓄積性蛍光体シートを用いて第1および第2の放射線画像G1,G2を取得する場合にも、2ショット法を用いるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the visceral fat mass distribution is derived using the first and second radiographic images acquired in the system for imaging the subject H using the first and
また、上記実施形態における放射線は、とくに限定されるものではなく、X線の他、α線またはγ線等を用いることができる。 Moreover, the radiation in the above embodiment is not particularly limited, and α-rays, γ-rays, or the like can be used in addition to X-rays.
また、上記実施形態において、例えば、画像取得部21、骨部画像生成部22、第1導出部23、第2導出部24および表示制御部25といった各種の処理を実行する処理部(Processing Unit)のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ(Processor)を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア(プログラム)を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるCPUに加えて、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device :PLD)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
Further, in the above-described embodiment, a processing unit (processing unit) that executes various processes such as the
1つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせまたはCPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、複数の処理部を1つのプロセッサで構成してもよい。 One processing unit may be configured with one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same or different type (for example, a combination of multiple FPGAs or a combination of a CPU and an FPGA). ). Also, a plurality of processing units may be configured by one processor.
複数の処理部を1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、クライアントおよびサーバ等のコンピュータに代表されるように、1つ以上のCPUとソフトウェアとの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第2に、システムオンチップ(System On Chip:SoC)等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を1つのIC(Integrated Circuit)チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて構成される。 As an example of configuring a plurality of processing units in one processor, first, as represented by computers such as clients and servers, one processor is configured by combining one or more CPUs and software, There is a form in which this processor functions as a plurality of processing units. Secondly, as typified by System On Chip (SoC), etc., there is a form of using a processor that realizes the functions of the entire system including multiple processing units with a single IC (Integrated Circuit) chip. be. In this way, the various processing units are configured using one or more of the above various processors as a hardware structure.
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路(Circuitry)を用いることができる。 Furthermore, more specifically, as the hardware structure of these various processors, an electric circuit (circuitry) in which circuit elements such as semiconductor elements are combined can be used.
1 撮影装置
3 放射線源
5、6 放射線検出器
7 放射線エネルギー変換フィルタ
10 画像処理装置
11 CPU
12 画像処理プログラム
13 ストレージ
14 ディスプレイ
15 入力デバイス
16 メモリ
17 ネットワークI/F
18 バス
21 画像取得部
22 骨部画像生成部
23 第1導出部
24 第2導出部
25 表示制御部
31 海綿骨
32 皮質骨
40 表示画面
B 骨密度画像
Bm マッピング画像
G1 第1の放射線画像
G2 第2の放射線画像
Gb 骨部画像
GC0 合成画像
H 被写体
K 骨梁画像
REFERENCE SIGNS LIST 1
12
18
Claims (9)
前記プロセッサは、
エネルギー分布が異なる放射線により骨部を含む被写体を撮影することにより取得された第1の放射線画像および第2の放射線画像から、前記被写体の骨部画像を導出し、
前記骨部画像から前記被写体の骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出し、
前記第1の放射線画像、前記第2の放射線画像または前記骨部画像から骨梁の構造を表す骨梁画像を導出し、
前記骨密度画像に前記骨梁画像を重畳して表示する画像処理装置。 comprising at least one processor;
The processor
Deriving a bone image of the subject from a first radiographic image and a second radiographic image obtained by imaging the subject including the bone with radiation having different energy distributions,
deriving a bone density image representing bone density in the bone region of the subject from the bone image;
deriving a trabecular bone image representing the structure of trabecular bone from the first radiographic image, the second radiographic image or the bone image;
An image processing apparatus for superimposing and displaying the trabecular bone image on the bone density image.
前記骨部画像から前記被写体の骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出し、
前記第1の放射線画像、前記第2の放射線画像または前記骨部画像から骨梁の構造を表す骨梁画像を導出し、
前記骨密度画像に前記骨梁画像を重畳して表示する画像処理方法。 Deriving a bone image of the subject from a first radiographic image and a second radiographic image obtained by imaging the subject including the bone with radiation having different energy distributions,
deriving a bone density image representing bone density in the bone region of the subject from the bone image;
deriving a trabecular bone image representing the structure of trabecular bone from the first radiographic image, the second radiographic image or the bone image;
An image processing method for superimposing and displaying the trabecular bone image on the bone density image.
前記骨部画像から前記被写体の骨部領域における骨密度を表す骨密度画像を導出する手順と、
前記第1の放射線画像、前記第2の放射線画像または前記骨部画像から骨梁の構造を表す骨梁画像を導出する手順と、
前記骨密度画像に前記骨梁画像を重畳して表示する手順とをコンピュータに実行させる画像処理プログラム。 A procedure for deriving a bone image of a subject from first and second radiographic images acquired by imaging a subject including a bone with radiation having different energy distributions;
a procedure of deriving a bone density image representing bone density in a bone region of the subject from the bone image;
a procedure of deriving a trabecular bone image representing a structure of trabecular bone from the first radiographic image, the second radiographic image, or the bone image;
and an image processing program for causing a computer to execute a procedure for superimposing and displaying the trabecular bone image on the bone density image.
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